1.本实用新型涉及热工设备技术领域，特别涉及一种焦炉加热系统用的煤气调节装置。
背景技术：
2.钢铁企业的迅速发展，焦化产业也随之快速发展，国家产业政策、环保政策对钢铁行业的要求越来越高，对焦炉技术的研究提出了新的挑战。近年来，大型化、高效化、自动化的现代化焦炉逐步替代中小型焦炉。
3.现有焦炉加热系统的工作原理：每座焦炉由n孔炭化室，n+1孔燃烧室组成，外线引入的焦炉煤气或混合煤气(下面统称为煤气)通过焦炉间台的调节蝶阀进入地下室煤气主管，然后再依次经过调节旋塞、孔板盒、交换旋塞送入每一孔燃烧室。
4.上述的调节孔板安装在孔板盒上，调节孔板的内径小于管道内径，煤气经过管道内的调节孔板，在调节孔板处形成局部收缩使得流速增加，煤气经过调节孔板后，速度下降，压力增加，但是不会恢复到调节孔板前压力。在使用过程中根据焦炉的不同生产状态(正常生产、延长结焦、烘炉结束转正常加热)，对应的调节孔板的内径也不同。所有调节孔板的内径都在设计焦炉时经过计算确定，每种生产状态的调节孔板内径是固定的。当不同生产状态切换时，需要打开孔板盒，手动更换里面的调节孔板，极大的增大了操作者的劳动强度。
5.因此，如何提供一种焦炉加热系统用的煤气调节装置，以降低操作者的劳动强度，是本技术领域人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
6.有鉴于此，本实用新型提供了一种焦炉加热系统用的煤气调节装置，以降低操作者的劳动强度。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种焦炉加热系统的煤气调节装置，其中，设置在燃烧室与煤气主管的连接管路上，包括：沿所述煤气主管向所述燃烧室方向依次布置的调节旋塞、调节孔板阀和交换旋塞，所述调节孔板阀的阀进口与所述调节旋塞连接，所述调节孔板阀的阀出口与所述交换旋塞连接；
9.其中，所述调节孔板阀的阀进口包括一端用于与所述连接管路连通的大径段和与所述大径段另一端连接的小径段，所述大径段的面积大于所述小径段的面积，所述调节孔板阀的阀板用于调节所述小径段的遮挡面积，所述调节孔板阀的阀出口与所述小径段连通，且所述阀出口的面积等于所述大径段的面积。
10.优选的，上述的煤气调节装置中，所述大径段与所述小径段形成台阶结构。
11.优选的，上述的煤气调节装置中，所述小径段的横截面为矩形，所述阀板为能够遮挡所述小径段的矩形板。
12.优选的，上述的煤气调节装置中，所述大径段的中心轴线与所述小径段的中心轴线重合。
13.优选的，上述的煤气调节装置中，所述调节孔板阀的阀杆的一端与所述阀板相连，所述阀杆的另一端的齿条与手柄上的齿轮啮合。
14.优选的，上述的煤气调节装置中，还包括用于驱动所述手柄转动的动力机构。
15.优选的，上述的煤气调节装置中，还包括用于控制所述动力机构启停和转动方向的控制系统。
16.本实用新型提供了一种焦炉加热系统用的煤气调节装置，通过采用调节孔板阀替代孔板，并将调节孔板阀的阀进口设置为不同尺寸，以同时解决现有阀体尺寸大调节不灵敏的问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型实施例中公开的焦炉加热系统用的煤气调节装置的结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例中公开的焦炉加热系统用的煤气调节装置的调节孔板阀的结构示意图；
20.图3为图1中a
‑
a方向视图。
具体实施方式
21.本实用新型公开了一种焦炉加热系统用的煤气调节装置，以降低操作者的劳动强度。
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.如图1
‑
图3所示，本技术公开了一种焦炉加热系统用的煤气调节装置，设置在燃烧室与煤气主管的连接管路上，用于调节煤气主管向燃烧室提供的煤气的流通量，其包括沿煤气主管1向燃烧室方向依次布置的调节旋塞2、调节孔板阀3和交换旋塞4，其中，调节孔板阀3的阀进口与调节旋塞连接2，调节孔板阀3的阀出口与交换旋塞4连接。具体的，调节孔板阀3的阀进口包括大径段352和小径段351，其中，大径段352一端与连接管路连通，大径段352的另一端与小径段351连接，该小径段351与调节孔板阀3的阀出口相连，具体的，该调节孔板阀3的流通通道为对称结构，因此，该调节孔板阀3的阀出口与小径段351相连，并且该阀出口的面积等于大径段的面积。在实际中，上述的大径段352与阀出口的直径相同，且为现有阀体的标准尺寸，以便于与管路连接。此外，通过阀板33调节小径段351的遮挡面积，从而实现对流通量的调节，以适应不同的工况要求。本技术中通过采用调节孔板阀3替代孔
板，并将调节孔板阀3的阀进口设置为不同尺寸，以同时解决现有阀体尺寸大调节不灵敏的问题。
24.具体的实施例中，上述的大径段352与小径段351形成台阶结构。在实际中也可将大径段352和小径段351设置为由尺寸渐变的通道的两端。对于大径段352的尺寸需要根据连接管路的尺寸进行设置，而小径段351的大小需要根据焦炉的工况要求进行计算。
25.本领域技术人员可以理解的是，本方案是通过调节孔板阀3替代现有的孔板，因此，对于调节孔板阀3的控制面即小径段351的尺寸需要现有的焦炉工作时采用的最大的孔板的尺寸对应即可，优选的，可将小径段351的流通面积设置为对应的最大孔板的流通面积的1.3
‑
1.5倍。
26.在实际中，现有技术中的孔板的流通通道的面积为a，其中，
[0027][0028]
其中，d0为孔板的孔径；
[0029]
并通过
[0030]
计算得到d0，
[0031]
其中，q——流体的质量流量，kg/h，该参数为实际所需的，为理论值；
[0032]
c——孔板流量系数；
[0033]
d0——孔板孔径，m；
[0034]
d——连接管道直径，m；
[0035]
p1——孔板前压力，pa；
[0036]
p2——孔板后压力，pa；
[0037]
m——分子量；
[0038]
z——压缩系数；
[0039]
t——孔板前流体温度，k；
[0040]
k——绝热指数，
[0041]
cp——定压热容，kj/(kg
·
k)；
[0042]
cv——定容热容，kj/(kg
·
k)。
[0043]
通过上述计算可以得出在不同工况以及条件下对应的孔板的流通面积，相应的，上述的调节孔板阀03的流通面积则设为该焦炉在不同工况和调节下所需要的最大的流通面积的1.3
‑
1.5倍。
[0044]
本技术中的小径段351的流通面积可参照现有的孔板的流通面积设置，对于具体的数值在此不做详细限定。
[0045]
进一步的实施例中，本技术中的小径段351的横截面为矩形，即小径段351的流通通道为矩形通道，相应的，阀板33也为矩形板，如此可在阀板33移动过程中实现小径段351的线性调节，从而提高调节的准确性，进而保证焦炉加热系统的燃气供应量的准确性。在实
际中也可根据不同的需要选择对应的通道形状，且均在保护范围内。
[0046]
更进一步的实施例中，上述的大径段352的中心轴线与小径段351的中心轴线重合。通过上述设置可保证燃气都聚集在中间部分，减少了扰流，保证了压力的准确性。
[0047]
具体的实施例中，上述的调节孔板阀3的阀杆32的一端与阀板33相连，阀杆32的另一端的齿条与手柄31上的齿轮啮合。具体的，阀杆32具有沿长度方向设置的齿条，而手柄31的转轴上设置有齿轮，工作时，通过转动手柄31会带动阀杆32相对于阀体34沿阀杆32的长度方向的移动，通过改变手柄31的转动方向可改变阀杆32的移动方向，进而能够改变阀板33遮挡的小径段351的大小，实现对小径段351流通面积的调节。
[0048]
为了降低操作者的劳动强度，本技术中还包括用于驱动手柄31转动的动力机构，通过动力机构的驱动可实现机械化，不需要人为操作手柄31，因此，降低了操作者的劳动强度。具体的，该驱动装置可为电机或气动执行器。
[0049]
在上述技术方案的基础上，本技术中的煤气调节装置还包括用于控制动力机构启停的控制系统。通过控制系统控制动力机构的启停以及转动方向可实现自动化调节孔板阀板3的位置。
[0050]
在具体工作过程中：
[0051]
当两种加热状态切换时，首先根据理论计算，自动调节上述调节孔板阀3的流通截面，然后根据自动加热控制模型的指令调节煤气引入管上的调节蝶阀，统一调整整座焦炉的煤气量，最后根据每孔炭化室焦炭的成熟情况，调节上述调节孔板阀3，来动态调节此炭化室两侧燃烧室的煤气量。
[0052]
在同一加热工况时，根据自动加热控制模型的指令调节煤气引入管上的调节蝶阀，统一调整整座焦炉的煤气量，再根据每孔炭化室焦炭的成熟情况，调节上述调节孔板阀3，来动态调节此炭化室两侧燃烧室的煤气量。
[0053]
焦炉生产过程中，每孔炭化室的焦炭都处于不同的成熟阶段，所需要的煤气量也不同。通过增加调节孔板阀3后，可以使调节孔板阀3与焦炉自动加热控制模型联锁，根据每孔炭化室焦炭的成熟状态，动态调节燃烧室的煤气量，减少能源消耗、提高焦炭的质量。
[0054]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0055]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。